Innovative and Sustainable Use of Polyphenols from Macroalgae as Antioxidants in Aquaculture Nutrition

Oksidasjoner er naturlige biokjemiske prosesser som reguleres av antioksidanter. Problemer oppstår ved overdreven oksidasjon eller utilstrekkelig tilgjengelighet av antioksidanter. I akvakulturnæringen tilsettes tradisjonelt syntetiske antioksidanter i fiskefôr. Disse antioksidantene er avgjørende for å oppnå fiskefôr med høy kvalitet, holdbarhet og god fiskehelse. I 2017 ble det mest brukte syntetiske antioksidant, ethoxyquin, forbudt i EU. Andre syntetiske antioksidanter fases også ut på grunn av sikkerhetshensyn og forbrukernes etterspørsel etter produkter uten syntetiske tilsetningsstoffer. Naturlige antioksidanter fra planter og alger har derfor fått økt oppmerksomhet innen akvakultursektoren. Norge har en betydelig, men underutnyttet ressurs i makroalger. Tang og tare inneholder forbindelser med lovende antioksidantegenskaper, men er lite undersøkt sammenlignet med landbaserte planter. Forskning på tang som kilde til naturlige antioksidanter er derfor et nytt felt. Ved å utvikle nye bruksområder for tang kan vi skape økonomiske muligheter og styrke norsk industri. I dette forskningsprosjektet undersøker vi den kraftigste kilden til naturlige antioksidanter i taren, polyfenoler. Vi vil bruke nyetablerte metoder for å kvantifisere og karakterisere disse på molekylært nivå i utvalgte alger høstet av norsk industri. Prosjektet har også som mål å evaluere bruken av dem i akvakulturfôr for å forbedre fiskehelsen og fôrbeskyttelsen. Ved å fokusere på polyfenoler fra makroalger, høstet og kultivert i Norge, kan vi forbedre akvakulturens bærekraft og bidra til global bærekraft og økonomisk vekst.

The aquaculture sector faces many challenges worldwide, a very important one being the detrimental effects of oxidative stress in fish caused mainly by intensive production practices. Synthetic antioxidants, such as BHT, BHA and, until 2017, ethoxyquin, are used as feed additives to limit lipid oxidation, prevent oxidative losses of microingredients, and stabilize nutrients that are susceptible to critical oxidation. However, there are many safety concerns regarding these synthetic compounds and there is an urgent need to find more natural and healthier alternatives. Natural antioxidants (NAOX), such as polyphenols, are found in many healthy foodstuffs and have attracted the attention of the aquaculture industry for the development of innovative and attractive nutritional feeds, especially for their antioxidant and antimicrobial properties. Bioactive compounds from marine sources, such as seaweeds, are a promising source of NAOX as they are a readily available resource in Norway, a more natural food source for fish than terrestrial plant alternatives, and provide a unique selection of potent polyphenols. Examples of compounds from seaweeds that have already been reported to exhibit antioxidant properties include; phlorotannins, found only in brown algae, and laminarin, fucoxanthin, and fucoidan. These products are already being marketed, however, the potential of seaweeds as a sources of NAOX is only just being realised and needs warrants much further research. This project aims to study and optimize the extraction of NAOX from Norwegian seaweeds for use in fish nutrition to improve the oxidative status of the fish. The proposal is divided into 3 work packages: -Extraction and refinement of the quantity and quality of NAOX from selected species of seaweed -Develop methods for identification and quantification of NAOX from seaweed -Functionality testing (evaluating product performance) of a refined NAOX extract from seaweed using in vitro and in vivo approaches.